文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
CdSe量子点/MEH-PPV共轭聚合物混合物太阳能电池的研究
姓名:童亚军
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:胡云香
20090526
摘要
随着全球能源与环境问题越来越突出,人们越来越急切地开发新能源,特别是在
近两年的严重经济危机的影响下,对于新能源的使用已经迫在眉睫。太阳能是一种取
之不尽用之不竭的清洁能源,人们对于太阳能的研究已经有半个多世纪的历史,现在
对于太阳能的研究与开发又引起了包括科学界在内的极大重视。本文概述了太阳能电
池的发展历程, 制备了基于CdSe 量子点与有机共轭聚合物 MEH-PPV(poly[2-methoxy-
5-(2’-ethylhexyloxy)-p-phenylenevinylene])的混合物太阳能电池。
首先,用金属有机前驱法制备了CdSe 量子点。将 CdO 溶于十六酸(软脂酸)中
形成前驱液,再将 Se 粉溶于 TOP(三辛基膦)形成 TOPSe,在 250℃时注入反应溶
液中加热 30 分钟得到 CdSe 量子点。XRD 结果表明,所得 CdSe 量子点为立方晶系,
用 Scherrer 公式计算得到其平均粒径大小为 左右。TEM 结果表明,所得CdSe
量子点尺寸分布窄,为纳米棒结构。CdSe 量子点的吸收光谱在 580nm 左右出现明显
的吸收峰。CdSe 量子点在不同波长激发下都在 730nm 左右出现明显的峰值,发光性
能稳定。之后对制备的 TOPO 包裹的 CdSe 量子点进行了表面改性,用小分子吡啶取
代了大分子包裹基团 TOPO。改性后的量子点光学性能发生了改变,在浓度相当的情
况下, 光致发光谱的峰值由改性前的730nm 变为 780nm, 并且发光强度也有了较大的
增加。
分三步合成了有机共轭聚合物 MEH-PPV。每一步中间产物由傅立叶红外光谱表
征, 对最终产物MEH-PPV 进行了紫外可见光吸收光谱和光致发光谱测试, 结果表明,
MEH-PPV 的吸收光谱在 330nm、500nm 左右出现明显的吸收峰,在不同波长激发下
MEH-PPV 的光致发光谱都在 560nm 左右出现明显的峰值。
研究了 CdSe 量子点与 MEH-PPV 混合之后不同质量比对于光学性能的影响,发
现在浓度相当的情况下,随着 MEH-PPV 比例的增大,吸收光谱的强度增大,光致发
光谱的发光强度也随着 MEH-PPV 比例的增大而增强。可见,在混合物中 MEH-PPV
对光学性能起主要作用。
I
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最后,制备了太阳能电池元件并进行了性能表征。 I-V(伏安)特性测试结果
表明,部分样品显示出了明显的光伏效应,得到了光电能量转换效率大约 % 的
太阳能电池。
关键词:CdSe 量子点; MEH-PPV; 太阳能电池
II
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Abstract
The global energy and environmental issues have been more and more critical, so developing new
energy sources also es more and more urgent. Especially after the serious economic crisis of past
two years, the use of new energy is around the corner. Solar energy is an inexhaustible supply of clean
energy, the research of solar energy has been more than half a century, nowadays the research and
development of solar greatly interest people around the world including the munity. This
article provides an overview of the development of solar cells, then the solar cells based on CdSe
quantum dots anic conjugated polymer MEH-PPV (poly[2-methoxy-5-(2’-ethylhexyloxy)-p-
phenylenevinylene]) had